不同雨型下降雨入渗及其对排土场边坡稳定性影响研究

降雨入渗是影响边坡稳定性的重要因素,以某矿山排土场高陡边坡为研究对象,基于饱和-非饱和渗流理论研究了不同雨型降雨条件下边坡渗流场的变化特点;采用非饱和土强度准则与极限平衡法对边坡的稳定性进行分析。结果表明：不同雨型降雨入渗时,边坡暂态饱和区的范围不同,后峰型最大,等强型最小;不同雨型降雨条件下对边坡稳定性的影响程度亦不同,后峰型降雨对边坡稳定性影响较大,等强型降雨对边坡安全系数的影响相对较小。     

长历时降雨入渗对多台阶排土场边坡稳定性影响研究

降雨是边坡滑坡失稳的主要诱发因素之一。由多相土石混合料构成的人工排土场边坡因其滞水蓄水特性,在长历时降雨条件下极易发生滑坡事故。以充沛雨量地区某排土场为例,分析了长历时降雨造成现状单台阶高陡边坡临界失稳的原因。在此基础上,以经优化设计后的多台阶边坡为例,运用非饱和土力学方法,开展长历时降雨条件下瞬态渗流场演化规律及其对边坡稳定性影响研究。研究结果表明,长历时降雨条件下,单台阶浅层滑坡较深层滑坡更易发生失稳,下部台阶边坡受降雨影响的程度较上部台阶更大,停雨阶段各台阶边坡稳定性恢复速率相对较缓。优化控制排土段高和坡度、修建截排水设施等可有效维护排土场边坡的稳定性。     

降雨条件下超高单台阶排土边坡稳定性分析

以国内某80m高单台阶排土场边坡为例,采用饱和-非饱和渗流有限单元法,对长历时降雨过程中及停雨后一段时间内边坡瞬态渗流场变化规律进行研究,分析了随降雨历时的边坡稳定性瞬态变化规律。结果表明,对于超高单台阶排土边坡,降雨过程主要影响表层一定范围内渗流场及稳定性,降雨过程中边坡失稳受浅层滑动破坏控制。研究成果可为多雨地区长期降雨过程中的超高单台阶排土场研究设计提供参考。     

某高台阶排土边坡不同失稳模式下稳定性分析

以国内某高台阶排土边坡为例,分别采用Bishop法、Morgenstern-Price法、Spencer法及余推力法,针对排土场不同失稳模式下边坡稳定性进行了研究。结果表明,对于高台阶排土场边坡,当基础存在薄弱覆盖层、自然地形较陡时,沿排土体内部近程滑动和沿排土体-地基界面滑动均为潜在可能失稳模式,相应边坡稳定性通过不同计算方法综合判定。     

降雨作用下和尚桥铁矿内排土场边坡稳定性分析

孔隙水压力是表征内排土场边坡渗流及稳定性演化的重要参数之一。为验证现有边坡设计参数的合理性，以和尚桥铁矿内排土场边坡为工程背景，基于Biot固结理论的直接耦合方法，运用Geo Studio软件进行数值模拟分析，研究内排土场边坡在降雨条件下的渗流规律及稳定性，分析降雨强度及降雨持时对边坡孔隙水压力的影响，得出不同降雨强度下边坡内孔隙水压力分布规律及其安全系数。结果表明：降雨入渗范围主要在排土场边坡表层以下3~5 m内；降雨入渗速率主要受到土体渗透系数与降雨强度相对大小影响；和尚桥内排土场边坡设计参数在持续强降雨期间仍能保持安全稳定，但需通过排水沟及时排出边坡表层未入渗的降雨。     

某排土场边坡堆置全过程渗流稳定时变分析

目前对排土场边坡稳定性多以单一安全系数作为评价标准,难以全面反映排土场边坡堆置全过程稳定性演化的实际情况。对此,以福建地区某排土场边坡作为研究对象,在掌握其工程地质条件与气象资料的基础上,研究排土场边坡堆置全过程各阶段在降雨与蒸发作用下渗流稳定的时变规律。研究结果表明,在过程降雨量大时,排土场边坡基底会出现滞水,安全系数受其影响大;逆排工艺形成的排土场边坡,基底滑动安全系数随着堆置台阶增加呈阶段式大幅下降;排土场边坡安全系数具有滞后效应,最危险的时刻出现在降雨停止后的一段时间。研究成果对排土场边坡的稳定分析具有理论与实际意义。     

高陡永久硬岩土复合边坡稳定性分析与评价

为了保证选煤厂及附属设施服务期间内不受邻近高陡排土场边坡稳定性的影响,在建立排土场边坡及下部各层位实体模型的基础上,利用极限平衡数值计算软件求算不同工况条件下单台阶边坡、整体边坡的稳定性。计算结果表明:天然状态下排土场单台阶边坡、整体边坡稳定性满足稳定性要求;暴雨饱水条件下排土场边坡处于欠稳定状态;露天矿前期排弃的碎石、黏土物料对天然边坡的稳定性影响不大,对饱水条件下边坡的稳定性起控制作用。为保证排土场边坡长久稳定性,排弃终了后仍需做好边坡的防排水措施,并建议采取边坡压脚措施。     

降雨作用下排土场边坡应力变化及稳定性研究

为分析不同降雨类型对露天矿排土场边坡稳定性的影响,以历时72 h的不同降雨类型为加载条件对排土场边坡进行seep-sigma-slope耦合分析。结果表明:边坡坡体内负的孔隙水压在降雨8~14 h内逐渐降低,在雨水入渗稳定后逐渐趋于一个稳定值;初期降雨强度大小对边坡稳定性的影响较大,其中雨型A作用下边坡最终安全系数最低为1.422,降低率达11.24%;排土场边坡x、y方向位移在降雨初期增加最快,之后增速渐缓。     

局部高陡边坡对排土场整体稳定性的响应规律

采用现场调查和数值分析相结合的方法,基于简化Bishop法极限平衡理论,对排土场4个边坡剖面分别考虑正常、暴雨和特殊3种工况,共进行24次边坡静力和地震动力稳定性计算分析,并以安全系数表征。根据排土场安全度,分3种计算工况提出了稳定性分级标准,在此基础上预测了临界安全系数值对应的总边坡角。结果表明:局部高陡边坡对边坡整体稳定性的影响主要发生在暴雨和特殊工况下,正常工况时影响不大;数值计算得出的最危险滑动面均发生在过高和过陡的局部台阶位置,与现场勘查结果吻合;当前边坡总坡角每上升2°,安全系数平均降低了一个等级。     

降雨对排土场边坡渗流及稳定性影响研究

排土场是矿山采矿过程中,用来集中堆积废弃物的场所。降雨是排土场边坡滑坡失稳的主要原因之一。研究了降雨对排土场边坡渗流及稳定性的影响,结合某矿区排土场边坡工程实例,分析了不同雨型作用下,排土场边坡的渗流特征及稳定性。     

某高陡山坡排土场动力-流固耦合稳定性分析

基于拟静力法,数值模拟分析了高陡山坡排土场在降雨饱和地震力组合最不利工况下的稳定性情况。基于拟静力法下的动力-流固耦合稳定性分析,能较好地模拟排土场在2种作用组合下的稳定情况,得到的安全系数能较好吻合,为复杂排土场的稳定性分析提供了有效的方法。     

降雨对排土场边坡渗流及稳定性的影响

以降雨时期排土场的稳定性为研究对象,结合唐山某排土场堆积特征和地区气象条件,基于Geo-studio软件中SLOPE/W、SEEP/W等多个模块的不同算法,估算理论派生土体的土水特征曲线和渗透系数函数,计算了矿山排土场边坡在天然状态时的最小安全稳定性系数,分析了不同降雨状态下排土场边坡渗流特征。研究结果表明：一定的降雨强度下,随着降雨时间的增长,排土场坡体内的浸水面深度逐渐增加,孔隙水压力增大,安全稳定性系数在逐渐降低,边坡将向不稳定状态演变;降雨强度增大,会使边坡稳定性系数降低的速度增加,随着降雨强度和降雨时间的持续增加,边坡终将向不稳定状态演变。     

降雨条件下多级台阶排土场边坡渗流及稳定性分析

降雨是导致边坡失稳的主要因素之一。以滇中地区某磷矿排土场边坡为例,研究持续降雨对6^#排土场边坡的稳定性影响,基于饱和-非饱和土渗流理论,使用室内非饱和土静力三轴试验结合GeoStudio有限元方法,对持续强降雨条件下的饱和-非饱和渗流场的动态变化、变形破坏和稳定性进行数值模拟和计算。结果表明：降雨初期基质吸力越大边坡安全系数越高,但是降雨12 h后边坡岩土体趋于饱和后,安全系数基本不受基质吸力的影响,并与理论计算结果基本一致,边坡整体稳定性良好,与排土场实际情况相符;雨水不断入渗时多级台阶排土场塑性变形区域主要集中在坡脚台阶处。模拟结果总体可靠,可为持续强降雨地区多级台阶排土场以及对滇中地区矿山排土场安全生产提供参考。     

分层排土场边坡降雨入渗过程及稳定性分析

针对岭南沿海地区露天矿山排土场边坡分层特征,基于分层边坡降雨入渗模型,计算在一定降雨强度下雨水入渗深度,采用有限元强度折减法计算得出安全系数,结合工程实例,用数值模拟确定不同降雨入渗条件下的体积含水率、降雨入渗深度以及安全系数的变化,进行边坡稳定性分析。结果表明:降雨强度与渗透系数的关系对土体体积含水率的分布影响显著,建立的分层边坡雨水入渗深度理论计算结果与数值分析得到的结果基本一致,表明该公式能较好地反映分层边坡降雨入渗过程,在降雨初期以及湿润锋到达土体分层界面时,安全系数降幅最大,随后安全系数降幅逐渐减小且趋于稳定。边坡整体稳定性良好,现场位移监测结果验证了计算结果的合理性。研究成果为分层边坡降雨入渗灾害防治提供理论依据。     

考虑降雨因素的废石堆场边坡稳定性研究

针对凡口铅锌矿废石堆场在降雨作用下可能失稳滑坡的问题，采用FLAC^3D数值模拟方法对比分析了考虑50年一遇降雨条件和不考虑降雨条件下废石堆场边坡的稳定性，并模拟了削坡处理对边坡稳定性的影响。结果表明，降雨会明显增加废石堆场边坡失稳风险，不考虑降雨条件下最大安全边坡角度为43°，考虑降雨条件下最大安全边坡角度为37°，削坡处理后边坡安全系数在降雨条件下达到1.43，表明削坡处理后边坡稳定性良好。     

基于GNSS技术的排土场边坡监测及稳定性研究

本文介绍了边坡工程监测技术和方法,并以大孤山铁矿废弃排土场边坡监测项目为例,运用GNSS在线监测技术,综合分析边坡变形监测数据,对大孤山排土场边坡的安全状态及稳定性进行评价。研究表明:①大孤山铁矿废弃排土场边坡各监测区域内沉降位移普遍要大于水平位移,且沉降位移的波动趋势显著高于水平位移,可知大孤山排土场边坡变形主要由沉降导致;②各监测区域的沉降位移曲线在2017年7～9月及2017年12月～2018年2月波动显著,呈现先下降后上升的趋势,与监测区域受夏季降雨影响处于活跃期以及冬季冰雪冻胀影响的情况相符,其中,降雨对监测区域变形的影响大于冰雪冻胀的影响;③球团厂、黄岭子村以及滑坡区监测区域的下部变形普遍大于上部变形,邻近滑坡区的尾矿库监测点水平位移及沉降位移要略高于尾矿库其他监测点,由于边坡底部紧邻厂区或居民生活区,应重点关注边坡底部变形,加强监测力度,确保该区域边坡稳定及安全;④综合分析可知,大孤山铁矿废弃排土场边坡划分的四个监测区域中,球团厂变形最大,黄岭子村及滑坡区次之,尾矿库稳定性良好。研究成果对同类矿山边坡工程的监测及预警具有重要借鉴意义。